Carbono en estructuras

Ethan Fogle, PE, y Jay Arehart, Ph.D., presentan un nuevo preestándar para evaluar el carbono incorporado de los sistemas estructurales mediante criterios uniformes y comparables. El artículo, publicado en el número de julio de 2026 de la revista STRUCTURE, propone una metodología aplicable.

En 2019, el Carbon Leadership Forum impulsó el desafío SE 2050, iniciativa que promovió una respuesta concreta de la ingeniería estructural frente a la necesidad de reducir las emisiones asociadas con los edificios. A partir de ese impulso, el Structural Engineering Institute de la American Society of Civil Engineers desarrolló el programa SE 2050 Commitment, con el objetivo de eliminar el carbono incorporado en las estructuras edilicias hacia 2050. Actualmente, más de 140 empresas participan de esta iniciativa y trabajan en la medición y reducción de la huella de carbono de sus proyectos.

El crecimiento del programa puso en evidencia un problema: los métodos empleados para medir el carbono incorporado podían variar significativamente entre profesionales, etapas de diseño, proyectos y organizaciones. Para reducir esas inconsistencias, el Comité de Sostenibilidad del SEI elaboró y publicó un preestándar destinado a establecer criterios comunes y facilitar evaluaciones comparables.

El documento, denominado ASCE/SEI Prestandard for Assessing the Embodied Carbon of Structural Systems for Buildings, recomienda un alcance y una metodología de cálculo para estimar las emisiones de carbono incorporado de los sistemas estructurales. Su propósito es transformar un proceso complejo en un marco de trabajo manejable, tanto para profesionales experimentados como para quienes recién comienzan a incorporar el análisis de ciclo de vida y la evaluación ambiental a su práctica.

Uno de los principales aportes del preestándar es la definición de tres niveles de evaluación. El primero propone un análisis simplificado, adecuado para estudiar un sistema estructural, cuantificar el carbono incorporado desde la extracción de materias primas hasta la salida de fábrica y orientar decisiones tempranas de diseño. El segundo plantea una evaluación intermedia, apropiada para demostrar reducciones y reportar emisiones iniciales dentro de un análisis integral del edificio. El tercero establece una evaluación detallada, destinada a cuantificar el carbono a lo largo del ciclo de vida y producir resultados de mayor precisión.

Esta estructura escalonada permite adaptar el esfuerzo de cálculo a los objetivos, la información disponible y la etapa del proyecto. No todas las evaluaciones requieren el mismo nivel de detalle: una comparación conceptual entre alternativas estructurales durante el anteproyecto demanda datos diferentes de los necesarios para un informe completo de ciclo de vida.

La determinación precisa de las cantidades de materiales constituye un aspecto central. El preestándar clasifica los componentes del sistema estructural y define qué elementos deben incluirse según el nivel de evaluación. A medida que aumenta la exigencia del análisis, también crece la necesidad de incorporar información más completa sobre componentes principales, accesorios y auxiliares.

Las fuentes de datos pueden provenir de registros de compras y documentación de contratistas, cómputos realizados a partir de planos, modelos BIM o aproximaciones manuales. Los registros de obra y adquisición suelen reflejar con mayor precisión las condiciones realmente construidas e incluso pueden contemplar desperdicios de materiales. Los modelos BIM, por su parte, ofrecen información valiosa, aunque requieren una revisión crítica debido a posibles omisiones, duplicaciones o diferencias en los criterios de modelado.

El cálculo del impacto ambiental reúne estas variables dentro de una metodología coherente. El preestándar adopta etapas y módulos de ciclo de vida definidos por la norma europea EN 15643 y establece qué fases deben incluirse, cuáles son opcionales y cuáles pueden excluirse. También distingue entre datos primarios y secundarios para cuantificar los impactos ambientales.

Entre las fuentes más relevantes se encuentran las Declaraciones Ambientales de Producto, conocidas como EPD, que proporcionan información específica sobre materiales, procesos y fabricación. Cuando existen EPD correspondientes a un producto concreto, estas ofrecen una base más representativa para la evaluación. En etapas tempranas, cuando aún no se han seleccionado proveedores o productos, pueden utilizarse datos sectoriales o promedios industriales, siempre respetando los requisitos del nivel de análisis elegido.

El documento también aborda el carbono biogénico, un tema particularmente importante en sistemas que emplean madera y otros materiales de origen biológico. Se distingue entre el contenido de carbono almacenado en el sistema estructural y los flujos de carbono asociados con su secuestro y posterior emisión a lo largo de la vida útil. Asimismo, se incorporan criterios para el tratamiento del carbono del hormigón.

La comparación entre alternativas constituye otro de los aportes centrales. El preestándar propone utilizar la evaluación del carbono como herramienta de decisión durante el diseño, permitiendo estudiar diferentes sistemas resistentes y configuraciones estructurales. Así, es posible comparar soluciones de acero y madera laminada, marcos arriostrados y pórticos resistentes a momento, distintas disposiciones de columnas o estrategias de especificación del hormigón.

Cuando la comparación busca demostrar reducciones frente a un sistema de referencia, las exigencias son mayores. Las alternativas deben presentar una equivalencia funcional rigurosa en aspectos como deformaciones, vibraciones, durabilidad, cargas y condiciones ambientales. La geometría general también debe resultar comparable para evitar conclusiones distorsionadas.

El preestándar ofrece, en definitiva, una metodología clara y consistente, alineada con referencias existentes, sistemas de certificación ambiental y fuentes de datos disponibles. Su valor reside en convertir un campo nuevo y complejo en un procedimiento accesible, capaz de mejorar la calidad de las evaluaciones y facilitar comparaciones transparentes entre opciones de diseño.

Para la ingeniería estructural, el desafío ya no consiste únicamente en garantizar resistencia, estabilidad, seguridad y economía. La medición del carbono incorporado suma una nueva dimensión al proceso proyectual y permite evaluar el impacto ambiental de las decisiones sobre materiales, sistemas resistentes y configuraciones constructivas. Contar con criterios uniformes representa, en ese contexto, un paso decisivo hacia estructuras con menor huella de carbono.

El artículo original, titulado Assessing Structural Embodied Carbon, fue escrito por Ethan Fogle, PE, y Jay Arehart, Ph.D., y publicado en la edición Nº 7, julio de 2026, de la revista STRUCTURE.